Vorrichtung zum Einleiten von Kräften in bewegbare Körper Device for introducing forces into movable bodies
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einleiten von trans¬ latorischen Kräften und/oder Drehmomenten in bewegbare Körper mit Hilfe von die Körper erfassenden Klemmbacken.The invention relates to a device for introducing translatory forces and / or torques into movable bodies with the aid of clamping jaws which grip the body.
Beim Einsatz von Vorrichtungen vorgenannter Art müssen erhebliche Klemmkräfte erzeugt werden, um beispielsweise schwere Tei le heben oder auch nur verschieben zu können. Große Drehmomente werden ferner benötigt, um beispielsweise Rohre miteinander zu verschrau- ben bzw. zu lösen. Zur sicheren Übertragung der Klemmkräfte auf die bewegbaren Körper werden vielfach Messer verwendet, mit denen die Klemmbacken bestückt sind. Die Messer oder andere, die ört¬ liche Flächenpressung erheblich vergrößernde Elemente verletzen häufig die Oberflächen der zu bewegenden, starren Körper oder führen zu unerwünschten Ei nprägungen, so daß die beschädigten Körperoberflächen verstärkt einer Korrosion ausgesetzt sind. In der ö Ife Idtechni k wird aus diesem Grunde zunehmend Edelstahl für Boh r loch röhre verwendet. Deshalb wird aus Kostengründen Wert auf eine lange Lebensdauer gelegt. Nachtei lig ist ferner, daß sich die Klem backenmesser nach dem Einpressen in das Material und dem Absetzen der Anpreßkräfte häufig nur schwer von den er¬ faßten Flächen der zu bewegenden Körper lösen. Insbesondere be¬ troffen hiervon ist das Lösen von Klemmessern von einem Rohr
nach einem Ent schraubungsvorgang, denn nach dem vollständigen Lösen eines Rohres von einem Anschlußstück ist es sehr schwierig, durch eine Drehrichtungsumkehr die Klemmbacken vom entschraubten Werkstück abzunehmen, da ein Gegenmoment nicht mehr vorhanden ist.When using devices of the aforementioned type, considerable clamping forces have to be generated, for example in order to lift or even move heavy parts. Large torques are also required, for example, to screw or loosen pipes together. Knives are often used to securely transmit the clamping forces to the movable bodies, with which the clamping jaws are fitted. The knives or other elements which considerably increase the local surface pressure often damage the surfaces of the rigid bodies to be moved or lead to undesired impressions, so that the damaged body surfaces are increasingly exposed to corrosion. For this reason, stainless steel is increasingly being used for borehole pipes at Ö Ife Idtechni k. For this reason, a long service life is important for cost reasons. Nachtei lig is further that the Klem jaw knife after pressing into the material and settling the contact forces often difficult to detach from the detected surfaces of the body to be moved. This particularly affects the loosening of clamping knives from a pipe after a screwing operation, because after completely loosening a pipe from a connector, it is very difficult to remove the clamping jaws from the unscrewed workpiece by reversing the direction of rotation, since a counter-torque is no longer present.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung nach dem eingangs genannten Gattungsbegriff so auszubilden, daß ein beschädigungsfreier Angriff der Klemmbacken an den Oberflächen der zu erfassenden und zu bewegenden Körper ermöglicht wird. Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich dadurch aus, daß die Klemmbacken mit Einlagen aus elastomerem Material als Träger¬ material für eine Vielzahl harter Tei lchen mit gegen die Anlage¬ flächen der zu klemmenden Körper gerichteten Spitzen ausgerüstet sind.The invention is based on the object of designing a device according to the generic term mentioned at the outset in such a way that damage-free attack of the clamping jaws on the surfaces of the bodies to be detected and moved is made possible. The solution according to the invention is characterized in that the clamping jaws are equipped with inserts made of elastomeric material as a carrier material for a large number of hard particles with tips directed against the contact surfaces of the bodies to be clamped.
Die Erfindung ermöglicht die Übertragung großer senkrecht zu den Klemmkräften gerichteter translatorischer Kräfte oder großer Drehmomente auf starre, zu bewegende Körper, ohne deren Ober¬ flächen zu verletzen und dadurch einer erhöhten Korrosion aus¬ zusetzen und zwar weitgehend unabhängig vom verwendeten Material. Es können ohne Nachtei le auch Körper aus Kunststoff erfaßt wer¬ den. Dieser Vorteil wird durch einen breitflächigen, kombinier¬ ten Reib- und Formschluß erreicht, wobei die Elastizität des Trägermaterials für einen vollflächigen Kontakt zwischen der Einlage und den zu erfassenden Oberflächen auch dann sorgt, wenn diese von einer genauen ebenen bzw. z lindrischen Gestalt ab¬ weichen und beispielsweise Bereiche größerer oder geringerer Un¬ ebenheiten bzw. Krümmungen aufweist.The invention enables the transmission of large translational forces or large torques directed perpendicular to the clamping forces to rigid bodies to be moved without damaging their surfaces and thereby subjecting them to increased corrosion, largely independently of the material used. Bodies made of plastic can also be detected without disadvantage. This advantage is achieved by a wide-area, combined friction and form fit, the elasticity of the carrier material ensuring full-area contact between the insert and the surfaces to be detected even if the latter has an exact flat or cylindrical shape soft and, for example, areas of greater or lesser unevenness or curvatures.
Von besonderem Vortei l ist die Verwendung nadeiförmiger Elemente, die in das Trägermaterial eingebettet sind. Die angriffsseitigen Enden der Nadeln reichen im wesentlichen bis an die am zu be¬ wegenden Körper anliegende Fläche der Einlage, während vorzugs¬ weise die k lemmbackensei ti gen Enden der Nadeln mit Abstand vor der Anlagefläche der elastomeren Einlagen an den Klemmbacken
enden. Das zwischen den klemmbackenseitigen Nadelenden und den Klemmbacken befindliche elastomere Material kann für einen Aus¬ gleich bei Unebenheiten der zu klemmenden Teile sorgen, da bei hohem Druck elastomeres Material seitlich nachfließen kann.Of particular advantage is the use of needle-shaped elements which are embedded in the carrier material. The ends of the needles on the attack side extend essentially up to the surface of the insert lying against the body to be moved, while the ends of the needles on the clamping jaw side are preferably at a distance from the contact surface of the elastomeric inserts on the clamping jaws end up. The elastomeric material located between the needle ends on the jaw side and the jaws can compensate for unevenness in the parts to be clamped, since elastomeric material can flow laterally at high pressure.
Anstelle der Nadeln können andere harte Partikel kornför igerInstead of the needles, other hard particles can be more granular
Gestalt verwendet werden. Hierfür eignen sich Kristallkörner gleicher oder verschiedener Größe aus Diamant, Glas, Korund, Quarz, Keramik und dergleichen.Shape can be used. Crystal grains of the same or different sizes made of diamond, glass, corundum, quartz, ceramic and the like are suitable for this.
Weitere, die Erfindung vortei lhaft gestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen angegeben.Further, the invention advantageous design features are specified in the subclaims.
In der Ze chnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung zum übertragen von Kräften auf zu bewegende Körper rein schematisch dargestellt und nachstehend erläutert.In the drawing, exemplary embodiments of the invention for transmitting forces to bodies to be moved are shown purely schematically and are explained below.
Es zei gen :Show it :
Fig. 1 den Querschnitt durch ein Rohr mit dieses umfassendenFig. 1 shows the cross section through a tube with this
K lem backen, Fig. 2 den Längsschnitt A-B durch die Vorrichtung gemäß Fig. 1, Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung eines Bereichs des Längs¬ schnitts A-B, Fig. 4 die vergrößerte Draufsicht auf einen Tei l der Einlage mit eingebetteten nadeiförmigen Tei len, Fig. 5 die Anordnung von nadeiförmigen Tei len mit einer Neigung zur radialen Richtung, Fig. 6 die vergößerte Darstellung eines Längsschnittbereichs einer Einlage mi eingebetteten körnigen Partikeln, Fig. 7 den Querschnitt durch eine Roh rkei l k lemme mit Einlagen mit eingebetteten nadeiförmigen Tei len, Fig. 8 einen Längsschnitt durch die Rohrkei lklemme nach Fig. 7 und Fig. 9 Einzeltei le der Rohrkei lklemme in schaubi ldl icher Dar- ste l lung .1, FIG. 3 shows an enlarged view of a region of the longitudinal section AB, FIG. 4 shows the enlarged plan view of a part of the insert with embedded needle-shaped parts, FIG. 5 shows the arrangement of needle-shaped parts with an inclination to the radial direction, FIG. 6 shows the enlarged representation of a longitudinal section of an insert with embedded granular particles, FIG. 7 shows the cross section through a tube clamp with inserts with embedded needle-shaped parts, FIG. 8 shows a longitudinal section through the tube clamp according to FIG. 7 and FIG. 9 individual parts of the tube clamp in a diagrammatic representation.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird ein Rohrabschnitt 1
von einer Klemmbacke 2 umfaßt, welche aus einem Spannkörper 3 und einer Backenschale 4 zur Aufnahme einer Einlage 5 aus einem elastomeren Material besteht. Der* Spannkörper 3 zeigt scharnier¬ artige Befest i gungs laschen 3a zwischen welche die Laschen nicht dargestellter, hebelartiger Halteelemente greifen, die d-urch Ein¬ schieben eines Bolzens durch die Bohrungen 6 gesichert werden. Die Schale 4 bildet zusamenn mit der Oberfläche des Rohres 1, den sti rnsei t i gen Endringen 7 sowie Längsleisten 8 eine Kammer zur Aufnahme der Einlagen 5.1, a pipe section 1 of a clamping jaw 2, which consists of a clamping body 3 and a jaw shell 4 for receiving an insert 5 made of an elastomeric material. The * clamping body 3 shows hinge-like fastening tabs 3a between which the tabs of lever-like holding elements (not shown) engage, which are secured by the bores 6 by inserting a bolt. The shell 4 forms together with the surface of the tube 1, the sti rnsei ti gene end rings 7 and longitudinal strips 8 a chamber for receiving the deposits 5th
Die Einlage 5 aus elastomerem Material enthält gemäß Fig. 1 und 4 radial ausgerichtete Nadeln 9, deren radial äußere Enden mit Ab¬ stand vor der Backenschale 4 enden. Das elastomere Material 10 in diesem Bereich hat daher die Möglichkeit, bei Unebenheiten der zu verschraubenden Tei le unter hohem Druck seitlich zu ver¬ setzen und die Unebenheiten zu kompensieren. Bei dem Ausführungs¬ beispiel nach Fig. 5 sind Nadeln 11 mit einer Neigung zur Ra¬ dialrichtung eingebettet. Ihr Verlauf zeigt im radial äußeren Bereich eine Unsteti gkei tsste l le 11a in Form eines Knickpunktes, der zu einem radial gerichteten Bereich überleitet. Die Nadeln sind dadurch besser in der Lage, seitlich ausweichen zu können, sofern dieses durch nicht vollständig gleichmäßige Oberflächen, an denen die Einlage anliegt, notw ndig sein sollte. Die Nadeln sind dadurch gleichsam federnd ausgebildet. Als geeignete Ma¬ terialien für die Nadeln können Metalle auf Eisen- und Nicht¬ eisenbasis genannt werden. Denkbar sind auch Nadeln aus Kunst¬ stoff genügender Härte. Diese können zu einer besonders schonen¬ den Behandlung der zur erfassenden Oberflächen beim übertragen hoher Drehmomente führen. Bei allen stabförmigen Tei len wird ein zu weitgehendes Ausweichen oder Knicken durch den allseitig wirkenden Druck des Trägermaterials verhindert.According to FIGS. 1 and 4, the insert 5 made of elastomeric material contains radially aligned needles 9, the radially outer ends of which end at a distance in front of the jaw shell 4. The elastomeric material 10 in this area therefore has the possibility, in the event of unevenness of the parts to be screwed, being displaced laterally under high pressure and to compensate for the unevenness. 5, needles 11 with an inclination to the radial direction are embedded. Their course shows a discontinuity 11a in the form of a kink in the radially outer region, which leads to a radially directed region. As a result, the needles are better able to move sideways if this is necessary due to the not completely uniform surfaces on which the insert lies. As a result, the needles are designed to be resilient. Metals based on iron and non-iron can be mentioned as suitable materials for the needles. Needles made of plastic of sufficient hardness are also conceivable. These can lead to a particularly gentle treatment of the surfaces to be detected when high torques are transmitted. With all rod-shaped parts, excessive deflection or kinking is prevented by the all-round pressure of the carrier material.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 enthält das elastomere Material der Einlage 5 körnige Partikel 12, beispielsweise Dia¬ mantstaubkörner. Geeignet sind andere kri sta L Iförmi ge Materialien,
wie Quarz, Glas, Korund, Keramik und dergleichen.In the exemplary embodiment according to FIG. 6, the elastomeric material of the insert 5 contains granular particles 12, for example diamond dust grains. Other critical materials are suitable, such as quartz, glass, corundum, ceramics and the like.
Die Einlagen 5 können gemeinsam einen Umfassungswinkel von fast 360° bi lden, so daß nur geringfügige, d-. h . schli zförmige Freiräume 13 entstehen, die zur Gewährleistung einer ausreichen- • den Anpreßkraft vorhanden sein müssen. In Verbindung mit dem großen Umfassungswinkel kann die Flächenpressung durch die Länge der Einlagen bestimmt werden, so daß Einlagen gefertigt werden können, deren Flächenpressung dem jewei ligen Rohrmaterial gerecht wi rd .The inserts 5 can collectively encompass an encircling angle of almost 360 °, so that only slight d. H . schli z-shaped spaces 13 arise that the contact pressure to ensure adequate • must be available. In connection with the large circumferential angle, the surface pressure can be determined by the length of the inserts, so that inserts can be manufactured, the surface pressure of which corresponds to the respective pipe material.
Bei der Vorr chtung nach Fig. 7 bis 9 ist die das Rohr 20 umfas¬ sende Einlage in drei Segmente 21a bis 21c untertei lt. Jedes Seg¬ ment ist in einem mehrtei ligen Adapter 23a bis 23c formschlüssig befestigt. Die Adapter 23a bis 23c sind formschlüssig über schwal- benschwanzförmige Nuten 24 und entsprechend ausgebi ldete Federn 25 mit Ke len 26a bis 26c verbunden.7 to 9, the insert comprising the tube 20 is divided into three segments 21a to 21c. Each segment is positively fastened in a multi-part adapter 23a to 23c. The adapters 23a to 23c are positively connected to keys 26a to 26c via dovetail-shaped grooves 24 and correspondingly designed springs 25.
Durch Endringe 27 und Längsleisten 28 werden an den Adapterele¬ menten 23 kammerförmi ge Aufnahmeräume für die Einlagen 21 mit ihren starren Schalen 22 gebi ldet. Die Einlagen sind somit sowohl gegen Verdrehung, als auch gegen Verschiebung in Längsrichtung gesichert.End rings 27 and longitudinal strips 28 form chamber-shaped receiving spaces for the inserts 21 with their rigid shells 22 on the adapter elements 23. The deposits are thus secured against rotation as well as against displacement in the longitudinal direction.
Im montierten Zustand liegen die Kei le 26 mit ihren äußeren Man¬ telflächen in einer kei lförmig ausgebi ldeten Öffnung 32 eines Gehäuseringes der gesamten Roh rkei l k lemme . Durch die Gewichts¬ kraft des Rohrstrangs 30 in Richtung des Pfei les 31 schieben sich alle an der Rohrkei lklemme betei ligten Elemente ineinander und halten den Rohrstrang nach dem Lösen eines Elevators am obe¬ ren Rohrstrangende, ohne daß der Außenmantel des Rohrstrangs durch Einschnitte oder Einkerbungen messerartiger Werkzeuge be¬ schädigt wird.
In the assembled state, the wedges 26 lie with their outer jacket surfaces in a wedge-shaped opening 32 of a housing ring of the entire pipe clamp. Due to the weight of the pipe string 30 in the direction of the pipe 31, all the elements involved in the pipe clamp slide into one another and hold the pipe string at the upper end of the pipe string after loosening an elevator, without the outer casing of the pipe string being cut or indented knife-like tools is damaged.